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Zusatzstromquelle fuer Kraftfahrzeuge (APU) insbesondere fuer den Betrieb eines Klimakompressors bei stehendem Verbrennungsmotor

IP.com Disclosure Number: IPCOM000011366D
Original Publication Date: 2003-Mar-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Mar-25
Document File: 2 page(s) / 209K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Moderne Kraftfahrzeuge haben eine Vielzahl an elektrischen Verbrauchern an Bord, die zum grossen Teil auch bei abgestelltem Antriebsmotor zur Verfuegung stehen sollen. Diese Verbraucher wie Pumpen, Generator und Klimakompressor werden zumeist von den fuer den Antrieb verwendeten Verbrennungsmotoren zur Verfuegung gestellten mechanischen Energie versorgt. Bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor koennen derartige Zusatzaggregate nicht betrieben werden, was zu Funktionseinbussen beispielsweise in der Klimaanlage und zu einem Druckabfall in der Hydraulik fuehrt. Bislang koennen derartige Nebenaggregate entweder direkt oder ueber einen vom Verbrennungsmotor abgekoppelten Riemen von einem Elektromotor angetrieben werden. Als zusaetzliche Stromquelle steht fuer eine kurze Zeitdauer die Fahrzeugbatterie oder eine gesonderte Batterie zur Verfuegung. Fuer laengere Standzeiten ist die Brennstoffzellentechnik im Gespraech. Eine weitere Moeglichkeit besteht darin, einen zweiten Verbrennungsmotor zu verwenden. Bei den meisten der gegenwaertigen Methoden wird die fuer den Antrieb der Nebenaggregate erforderliche Energie entweder mechanisch oder als Gleichstrom zur Verfuegung gestellt. Ein weiterer Ansatz besteht darin, den Generator mit dem Kuehlerluefter ueber Drehstrom miteinander zu verbinden. Neben dem Verbrennungsmotor fuer den Fahrzeugantrieb wird ein zweiter Verbrennungsmotor verwendet, der vorzugsweise in seinem optimalen Arbeitspunkt arbeitet. Die Leistung dieses Zusatzmotors wird in dreiphasigen Wechselstrom umgewandelt, an einen Drehstromelektromotor herangefuehrt und dort in mechanische Energie umgewandelt. Der Elektromotor kann dabei entweder direkt in den Riemen integriert sein oder aber mit einem Nebenaggregat mechanisch gekoppelt sein. Fuer dieses neue Verfahren wird eine elektrische Maschine, drei elektrische Schalter, eine zusaetzliche Kupplung und ein kleiner Verbrennungsmotor benoetigt. Es ist keine zusaetzliche Leistungselektronik erforderlich.

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S

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Zusatzstromquelle fuer Kraftfahrzeuge (APU) insbesondere fuer den Betrieb eines Klimakompressors bei stehendem Verbrennungsmotor

Idea: Dr. H. Michael Graf, DE-Regensburg; Achim Koch, DE-Regensburg

Moderne Kraftfahrzeuge haben eine Vielzahl an elektrischen Verbrauchern an Bord, die zum grossen Teil auch bei abgestelltem Antriebsmotor zur Verfuegung stehen sollen.

Diese Verbraucher wie Pumpen, Generator und Klimakompressor werden zumeist von den fuer den Antrieb verwendeten Verbrennungsmotoren zur Verfuegung gestellten mechanischen Energie versorgt. Bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor koennen derartige Zusatzaggregate nicht betrieben werden, was zu Funktionseinbussen beispielsweise in der Klimaanlage und zu einem Druckabfall in der Hydraulik fuehrt.

Bislang koennen derartige Nebenaggregate entweder direkt oder ueber einen vom Verbrennungsmotor abgekoppelten Riemen von einem Elektromotor angetrieben werden. Als zusaetzliche Stromquelle steht fuer eine kurze Zeitdauer die Fahrzeugbatterie oder eine gesonderte Batterie zur Verfuegung. Fuer laengere Standzeiten ist die Brennstoffzellentechnik im Gespraech. Eine weitere Moeglichkeit besteht darin, einen zweiten Verbrennungsmotor zu verwenden.

Bei den meisten der gegenwaertigen Methoden wird die fuer den Antrieb der Nebenaggregate erforderliche Energie entweder mechanisch oder als Gleichstrom zur Verfuegung gestellt. Ein weiterer Ansatz besteht darin, den Generator mit dem Kuehlerluefter ueber Drehstrom miteinander zu verbinden.

Neben dem Verbrennungsmotor fuer den Fahrzeugantrieb wird ein zweiter Verbrennungsmotor verwendet, der vorzugsweise in seinem optimalen Arbeitspunkt arbeitet.

Die Leistung dieses Zusatzmotors wird in dreiphasigen Wechselstrom umgewandelt, an einen Drehstromelektromotor herangefuehrt und dort in mechanische Energie umgewandelt. Der Elektromotor kann dabei entweder direkt in den Riemen integriert sein oder aber mit einem Nebenaggregat mechanisch gekoppelt sein.

Fuer dieses neue Verfahren wird eine elektrische Maschine, drei elektrische Schalter, eine zusaetzliche Kupplung und ein kleiner Verbrennungsmotor benoetigt. Es ist keine zusaetzliche Leistungselektronik erforderlich.

Ausfuehrungsbeispiel:

Es kann beispielsweise ein zusaetzlicher Verbrennungsmotor mit etwa 3kW mechanische...